Астрономы использовали спектрограф SOPHIE астрономической обсерватории Observatoire de Haute-Provence, расположенной на юго-востоке Франции для того, чтобы удостовериться, что ранее невидимая экзопланета Kepler-88 c действительно существует. Астрономы впервые задумались о её существовании, когда обнаружили гравитационные возмущения на экзопланете Kepler-88 b, причиной которых мог быть близкий «транзит» подобного астрономического объекта.
Поиск периодических «транзитов» сотен тысяч звёзд был основной целью исследований космического телескопа «Кеплер». За четыре года миссии било зафиксировано более 3500 таких периодических «транзитов». Однако, далеко не все планеты, расположенные в поле зрения «Кеплера», проходили перед своей родительской звездой. Действительно, если плоскость орбиты немного смещена (буквально на несколько градусов) по отношению к линии визирования Земли, планета не перемещается, следовательно, «невидима» для космического телескопа «Кеплер».
Экзопланеты, у которых общая родительская звезда, очень активно взаимодействуют друг с другом. Такое взаимодействие может вызывать гравитационные возмущения. По словам исследователя Susana Barros из Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (LAM), которая является автором научной статьи, посвящённой результатам исследования, для идентификации ранее невидимой планеты Kepler-88 c использовался метод TTV (transit timing variations).
Метод TTV чрезвычайно чувствителен для экзопланет земной массы, и поэтому может использоваться для подтверждения существования нетранзитных планет, которые могут быть вызывать гравитационные возмущения у своих планетарных соседей.
То есть как в случае с системой Kepler-88, в которой находится транзитная планета Kepler-88 b, обнаруженная космическим телескопом «Кеплер», которая чрезвычайно «нестабильна» из-за гравитационного воздействия нетранзитной планеты Kepler-88 c. По словам исследователя Rodrigo Diaz из Geneva Observatory (OAUG), связь между этими двумя экзопланетами настолько сильна, что её трудно не заметить.
Тщательный анализ динамического взаимодействия между планетами, ранее проведенный командой учёных, возглавляемой David Nesvorny из Southwest Research Institute, показал, что вероятнее всего, в Kepler-88 существует 2 экзопланеты, резонанс которых 2:1, то есть орбитальный период невидимой внешней планеты в 2 раза длиннее орбитального периода транзитной видимой планеты. Эта конфигурация подобна Земле и Массу в Солнечной системе.
Используя велосиметр SOPHIE, команды измерила массу Kepler-88 c. По словам Alexandre Santerne из Centro de Astrofisica da Universidade do Porto (CAUP), SOPHIE – это прибор, который способен измерять скорость звезд с точностью, эквивалентной скорости велосипеда. Инструмент использовался и ранее. На настоящий день с его помощью было охарактеризовано почти 20 планет, обнаруженных «Кеплером».
Выведенная масса невидимой планеты полностью согласуется с данными, выведенными при помощи метода TTV. По словам Susana Barros, учёным впервые в истории астрономических исследований масса невидимой экзопланеты, выведенная на основании метода TTV, подтверждена другими исследованиями с применением абсолютно иной техники. Метод TTV уже использовался для идентификации невидимых планет. С его помощью удалось вычислить массу более 120 экзопланет, расположенных в 47 планетарных системах.
По словам Magali Deleuil из Aix-Marseille University, проведённое исследование — это существенный вклад в статистический анализ планетарных систем, обнаруженных «Кеплером».
Следует отметить, что Нептун был первой планетой, обнаруженной на основании гравитационного влияния, которое он оказывал на другую планету Уран. Французский математик Urbain Le Verrier вычислил, что аномалии в орбите Урана происходили из-за резонанса 2:1 с ранее невидимой планетой. Его расчеты помогли Йоганну Готфриду 23 сентября 1846 года открыть новую планету в Солнечной системе, получившую название Нептун.
